时间:2021-07-01 10:21:17 帮助过:15人阅读
我们知道 type() 方法可以查看一个对象的类型,或者说判断这个对象是由那个类产生的:
print(type(12)) print(type('python')) class A: pass print(type(A))
通过这段代码可以看出,类对象 A 是由type() 产生的,也就是说 type 也可以用来产生新的对象,而且产生的是类对象,因此它是所有类对象的类:
print(type.__doc__) type(object_or_name, bases, dict) type(object) -> the object's type type(name, bases, dict) -> a new type
class 定义类的语法实际上转化为 type(name, bases, dict),其中 name 参数为类的名字,bases 为继承父类的元组,dict 为类的属性和方法:
class A: pass # 实际上等于 B = type('A', (), {}) print(A.__name__ == B.__name__) True
理论上说这就是元类的意义,但从实际的角度出发显然使用 class 语法更方便、合理,而元类的实际意义则是通过继承 type 类来构造一个新的元类,并进行特定的操作以产生具有特定行为的类对象。这样看来它的本质与普通的类对象没有差异,只不过继承的是 type 类。
在生成实例时是通过调用 __init__ 方法进行初始化的,而实际上在此之前会先调用 __new__ 方法用于创建实例,再通过 __init__ 初始化,就好像 __new__ 负责声明变量,而 __init__ 负责对声明的变量进行初始化一样。这里有一个规则是 __new__(cls,) 的返回值必须是 cls 参数的实例,否则 __init__ 将不会触发,例如在 enum.Enum 的定义中,由于枚举类型是单例模式,因此在定义 __new__ 的时候没有返回其实例,也就不会进行初始化:
class Enum: def __new__(cls, value): print(cls, value) return value def __init__(self): print("Will not be called!") e = Enum(1)1
通常情况下自己定义 __new__ 需要通过调用父类的 __new__ 方法创建一个 cls 的实例,同样在定义元类的时候则是调用上面提到的 type 的用法(因为元类继承自 type):
class MetaEnum(type): def __new__(metaclass, name, base, attrs): print("Metaclass: {}\nName: {}\nParents: {}\nAttributes: {}".format(metaclass, name, base, attrs)) return super().__new__(metaclass, name, base, attrs) class Enum(metaclass=MetaEnum): # Python 2.7 中定义元类的方法是使用 __metaclass__ 变量 # [PEP 3115](https://www.python.org/dev/peps/pep-3115/) # 将 Python 3.0 以后语法改为 class Cls(metaclass=Meta) test = 0 Metaclass: Name: Enum Parents: () Attributes: {'__qualname__': 'Enum', '__module__': '__main__', 'test': 0} 此时我们再来看 Enum 的类,已经不再是 type 而是其元类 MetaEnum: type(Enum) __main__.MetaEnum
除了 __new__ 方法之外,PEP 3115 还定义了 __prepare__ 属性,用于设定初始化的命名空间(即 type 的第 3 个参数),还是以 enum.Enum 为例,我们需要限制枚举类型中属性名称不得重复使用,则可以通过元类限制类的行为:
# 定义新的字典类,在赋值新的 dict[k] = v 时
# 检查 k 是否重复
class _EnumDict(dict): def __init__(self): super().__init__() self.members = [] def __setitem__(self, k, v): if k in self.members: raise TypeError("Attempted to reuse key: '{}'".format(k)) else: self.members.append(k) super().__setitem__(k, v) class MetaEnum(type): @classmethod def __prepare__(metaclass, cls, bases): return _EnumDict() def __new__(metaclass, name, base, attrs): return super().__new__(metaclass, name, base, attrs) class Enum(metaclass=MetaEnum): pass class Color(Enum): try: red = 1 red = 2 except TypeError:# 这里没有使用 as err: 的原因是? print("TypeError catched") TypeError catched
Python 中一切皆为对象,所有的对象都是某一类的实例,或是某一元类的实例,type 是自己的元类也是自己的实例